Некоторые физиологические функции и метаболические процессы, контролируемые гормонами

Физиологические функции и Метаболические процессы	Гормоны их контролирующие
Обеспечение гомеостаза в организме, адаптация к изменяющимся условиям внешней среды, выработка, хранение и утилизация энергии.     Половые поведения, репродукция, лактация.     Рост и развитие организма.	Глюкокортикоиды, минералокортикоиды, вазопрессин, атриопептины, соматотропин, инсулин, глюкагон, йодтиронины, половые гормоны, кальцитонины, паратирин.   Гонадолиберин, фоллитропин, лютропин, андрогены, эстрогены, прогестерон, лактотропин.   Соматотропин, половые гормоны, йодтиронины, инсулин.

Многие из них регулируют метаболические процессы, идущие с накоплением или расходованием энергии. Депонирование энергоемких химических соединений (гликоген, белки, триацилглицеролы) позволяет организму справляться с внезапными возрастаниями энерготрат в стрессовых ситуациях.

Нередко эндокринные железы функционируют по принципу реципрокных сочетаний. В результате возможно достижение точной настройки контролируемых процессов и быстрая их адаптация к изменениям окружающей среды. Так инсулин снижает уровень глюкозы в крови, а его антагонист глюкагон – повышает. При этом следует отметить, что гипергликемизирующее действие, крайне необходимое для адекватной реакции организма в острых ситуациях, обеспечивается с некоторой избыточностью гормональных эффектов, создающей своеобразную полосу безопасности. Контригулярных гормонов известно несколько. Наряду с глюкагоном ими являются кортизол, адреналин, соматотропин и ряд других.

Многие гормоны контролируют экспрессию генов и этим влияют на способность тканей к росту и созреванию. Соматотропин, йодтиронин, инсулин, андрогены, эстрогены следует считать жизненно важными для растущего организма.

В некоторых случаях гормоны не играют фундаментальной роли как регуляторные факторы, но их присутствие крайне актуально. Так йодтиронины не являются фундаментальными регуляторами роста и развития, но требуются для завершения этих процессов.

Гипофункция щитовидной железы ведет к задержке роста.

Многие гормоны обладают в организме не одним, а несколькими эффектами. В качестве примера можно привести инсулин. Он способствует снижению содержания глюкозы в крови, способствуя его поступлению в моноциты и адипоциты, стимулирует ее превращение в гликоген, задерживает распад гликогена и глюконеогенез в печени. Повышая поступление аминокислот в клетки тканей, инсулин стимулирует биосинтез белков. Регулирующее влияние инсулина на липидный обмен заключается в ускорении биосинтеза жирных кислот и триацилглицеролов в клетках тканей.

Основополагающим моментом в функционировании эндокринной системы является контроль выработки и секреции гормонов по механизму обратной связи. Чаще всего эта связь носит отрицательный характер, когда конечный продукт системы регуляторных факторов подавляет продукцию первоначального. Однако существует и положительная связь, когда последний продукт стимулирует дальнейшую секрецию первого и этим ускоряет работу всей системы. В регуляции выработки гормонов могут участвовать катионы. Например, увеличение уровня Са²⁺ в плазме крови снижает выработку паратирина в паращитовидных железах и образование 1, 25(ОН)₂-кальциферола в почках. Повышение осмотического давления внеклеточной жидкости (гиперосмолярность) стимулирует выработку антидиуретического гормона, а его снижение усиливает образование альдостерона. Высокое артериальное давление сопровождается усиленной секрецией атриопептинов в предсердиях, низкое – ренин-ангиотензина. Известны и более сложные системы регуляции по принципу обратной связи. Одна из них – регуляция функции щитовидной железы (рис. 3.1).

¯

Гипоталамус

(Тиреолиберин)

+

Передняя доля гипофиза (аденогипофиз)

¯

(Тиреотропин)

Т₃ Т₄

Щитовидная железаКровь Ткани

Рис. 3.1. Регуляция секреторной функции щитовидной железы. Йодтиронины (Т₃, Т₄) контролируют свою собственную продукцию по принципу обратной связи, влияя на выработку тиреолиберина в гипоталамусе и тиреотропина в передней доле гипофиза (аденогипофизе).

Биосинтез гормонов нарушается при патологии эндокринной системы. Различают синдромы гормональной недостаточности или избытка гормонов. Они могут быть результатами гипофункции или гиперфункции желез. Причин эндокринных гипофункций желез выделяют несколько:

1. Наиболее часто встречающаяся – аутоиммунное разрушение железистой ткани. Примерами такой патологии являются: инсулинзависимый сахарный диабет, первичный гипотиреоз (болезнь Грейвса), первичная недостаточность коры надпочечников.

2. Разрушение или частичные повреждения эндокринных органов, вызываемые инфекционными поражениями (туберкулез), грануломатозными заболеваниями (саркоидоз), инфарктом желез.

3. Хирургическое удаление или деструкция железы под воздействием химиотерапевтического лечения или облучения также порождают гормональную недостаточность.

4. Причиной гипофункции желез могут быть мутации генов, приводящие к изменению структуры гормонов или белков-рецепторов для них. В обоих случаях имеет место состояние «гормональной резистентности». Резистентность к действию гормонов может быть наследственной, генетически обусловленной (псевдогипопаратиреоз), приобретенной (инсулинорезистентность при ожирении) или сочетанной (инсулинонезависимый сахарный диабет).

Механизмы развития гиперфункций эндокринных состояний также разнообразны:

1. В крови могут появляться вещества, имитирующие гормональную активность. Они связываются с рецепторами и инициируют внутриклеточную последовательность событий, которую вызвал бы истинный гормон. Например, повышенная тиреоидная активность, наблюдаемая при болезни Грейвса, возникает в связи с избытком в крови тиреостимулирующего иммуноглобулина. Последний имитирует функцию тиреотропина на поверхности клеток щитовидной железы, усиливает выработку йодтиронинов и способствует возникновению ее гиперфункции.

2. Эндокринные опухоли, вырабатывающие избыточное количество гормонов, также могут воспроизводить картину гиперфункционального состояния.

3. Причиной состояний, сопровождающихся избытком гормонов, бывают экзогенные источники, например, передозировка вводимого в качестве лекарственного препарата инсулин при лечении сахарного диабета.

Эндокринную патологию выявляют в результате комплексного обследования. Характерные симптомы дают лишь предварительную информацию. Количественное определение гормонов в крови дает более полное представление о характере эндокринной патологии. Часто используют исследование пар тестов, гормон-регулируемый параметр, например паратирин и Са²⁺ в крови. Иногда для точного диагноза прибегают к выполнению тестов со стимуляцией или угнетением эндокринной системой. При синдромах гормональной недостаточности проводят стимуляционный тест, при синдромах избыточной продукции гормонов – тест с подавлением функции. Еще один подход к изучению функции желез – оценка гормональной секреции или регулируемого параметра в течение длительного отрезка времени. Так определение каких-либо параметров в суточной порции мочи явно более информативно, чем в однократно полученной порции. Определение у больных сахарным диабетом в крови количества гликозилированного гемоглобина дает возможность судить о концентрации глюкозы в нем на протяжении предшествующих трех месяцев и используется для контроля за течением заболевания.

Визуализирующие методы исследования: ядерные сканирования, ультразвуковые и рентгенологические исследования, компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяют завершить диагностику эндокринной патологии.

Для лечения эндокринных гипофункций чаще всего применяют заместительную терапию.

Так при недостаточности тиреоидной функции назначают таблетки тиреоидина или лиотиронина. Заместительная терапия инсулином состоит в применении для инъекций различных его препаратов, медленно высвобождающихся в кровь и имитирующих его биосинтез в поджелудочной железе.

В ряде случаев заместительная терапия проводится для восполнения только конечного продукта гормональной системы. Так при поражении передней доли гипофиза со снижением выработки тиреотропина или кортикотропина назначают тиреоидин или кортизол и гипофункции желез-мишеней не проявляются.

Дефицит соматотропина при гопоталамической или гипофизарной недостаточности у детей восполняют инъекциями гормона роста, получаемогопо рекомбинантной технологии. Это позволяет ребенку нормально расти.

Заместительная терапия дефицита стероидных гормонов относительно проста и восстанавливает многие элементы нормального функционирования соответствующих желез.

Подходов к лечению синдромов избытка гормонов существует несколько.

1. Можно применять препараты, подавляющие синтез и секрецию гормонов. Примером служит использование синтетического тиреостатического препарата мерказолина, вызывающего уменьшение продукции йодтиронинов в щитовидной железе при лечении ее гиперфункции. Препарат ускоряет выведение из железы йодидов, угнетает активность ферментов, участвующих в биосинтезе гормонов.

2. Иногда лечением проводят коррекцию метаболических нарушений, возникающих при гиперпродукции гормонов. Например, калийсберегающий диуретик альдактон применяется для нормализации водно-солевого обмена при гиперальдостеронизме. Оказываемый альдактоном диуретический эффект связан с антагонизмом по отношению к гормону коры надпочечников альдостерону.

3. Гиперфункцию эндокринных желез можно устранить разрушением их тканей при помощи облучения.

4. Хирургическое удаление части потологически измененной железы способствует восстановлению ее нормальной функции, как это бывает, например, при тиреотоксикозе, когда прибегают к оперативному его лечению.

Задание 3.1.

1. Назовите некоторые общие параметры параметры гомеостаза, контролируемого эндокринной системой.

2. Обсудите принципы положительной и отрицательной обратной связи регуляции гормонов.

3. Перечислите возможные причины гипо- и гиперфункций желез внутренней секреции.

4. Обсудите методы лечения эндокринной патологии.

5. Ответьте на вопросы:

v На чем базируется концепция гомеостаза в животном организме?

v Какие физиологические функции и метаболические процессы контролируются гормонами?

v Как реализуются реципрокные сочетания регуляции гормонами уровня глюкозы в крови?

v Что означает избыточность гормональных эффектов в реализации некоторых реципрокных сочетаний?

v Что такое регуляторная полифункциональность гормонов?

v Какие принципы положены в основу диагностики эндокринной патологии?

v Что такое визуализирующие методы исследования эндокринных заболеваний?

Задание 3.2.

· Физиологические функции и метаболические процессы, регулируемые гормонами:

А. Гипноз как особое состояние человека.

Б. Обеспечение гомеостаза в организме.

В. Выработка, хранение и утилизация энергии.

Г. Сон, индуцируемый пептидами «дельта-сна».

Д. Рост и развитие организма.

· Оцените достоверность утверждений в каждом предложении и связь между ними:

ü Принцип обратной отрицательной связи является единственным в механизме регуляции выработки паратиреоидного гормона, потому что активность паращитовидных желез контролируется аденогипофизом.

ü При гипофункции щитовидной железы в кровь поступает избыток тиреостимулирующего иммуноглобулина, усиливающего выработку йодтиронинов, поэтому возникает ее гиперфункция.

· Визуализирующими методами исследования эндокринных желез являются:

А. Определение в сыворотке крови показателей обмена веществ.

Б. Магнитно-резонансная томография (МРТ).

В. Ультразвуковое исследование (УЗИ).

Г. Исследование в крови количества циркулирующего гормона.

Д. Рентгенологическое исследование.

· Методами лечения гиперфункции эндокринных желез являются:

А. Введение гормональных препаратов извне.

Б. Применение веществ, подавляющих секреторную функцию соответствующей железы.

В. Использование средств коррекции метаболических процессов.

Г. Назначение лучевой терапии.

Д. Введение конечных продуктов гормональной системы.

Задание 3.3.

Решите задачу:

У женщины 39 лет изменились черты лица. Нижняя челюсть выступила вперед, появились щели между зубами. Она стала носить обувь большего размера. Ее пальцы кисти значительно увеличились. Все эти данные позволили предположить развитие акромегалии. Однако возникла проблема выявления очага поражения, которым нередко бывает доброкачественная опухоль, секретирующая гормон роста. Предложите методы визуализирующей диагностики этой патологии.